KR101767010B1

KR101767010B1 - 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR101767010B1
Application number: KR1020160073273A
Authority: KR
Inventors: 유태경; 오승현; 조성식; 이승훈
Original assignee: 주식회사 루멘스
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2017-08-23

Abstract

백라이트 유닛이 개시된다. 이 백라이트 유닛은 디스플레이 패널의 후방에 배치되는 후방 케이스; 상기 후방 케이스 내에서 상기 디스플레이 패널의 후방에 위치하는 반사판; 및 하나 이상의 LED 바 및 선형 리플렉터를 포함하고, 상기 반사판의 일측 가장자리를 따라 배치된 선형 LED 모듈을 포함하며, 상기 선형 리플렉터는 상기 하나 이상의 LED 바가 길이 방향을 따라 장착된 마운트부와, 상기 마운트부와 일체로 형성되고 상기 LED 바에서 방출된 광을 상기 반사판을 향해 1차로 반사하는 복합 반사부를 포함하며, 상기 반사판은 상기 복합 반사부에 의해 1차 반사된 광을 상기 디스플레이 패널을 향해 2차 반사시킨다.

Description

백라이트 유닛{back light unit}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 도광판 없는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

예컨대 LED TV 등에 백라이트 유닛이 이용된다. 백라이트 유닛은 크게 에지형 백라이트 유닛과 직하형 백라이트 유닛으로 구분된다. 에지형 백라이트 유닛은 디스플레이 패널 후방에 도광판을 설치하고 도광판(LGP; Light Guide Plate)의 측면에 LED들을 배치하여 구성된다.

이전의 직하형 백라이트 유닛이 많은 수의 LED들을 이용하는 반면, 에지형 백라이트 유닛은 LED들의 개수를 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있었다. 하지만, LED 휘도가 증가되고 LED의 가격이 저렴해지면서, 값비싼 도광판을 생략할 수 있는 직하형 백라이트 유닛에 대한 관심이 다시 높아졌다. 근래 개발되는 직하형 백라이트 유닛은 기존의 직하형보다 적은 수의 LED를 이용하면서도 배광 성능이 좋아졌다.

하지만, 직하형 백라이트 유닛은 디스플레이 패널과 광원 사이에 충분한 거리가 확보되어야 하므로 충분한 높이를 가져야 한다. 또한 각각의 LED의 지향각을 넓히기 위하여 렌즈를 사용하는 경우에, 이는 TV 등의 디스플레이 장치로 얇은 두께의 것을 선호하는 소비자들의 성향에 반한다. 이러한 이유로 에지형 백라이트 유닛에 대한 수요는 향후에도 꾸준히 증가할 것으로 전망되고 있다.

전술한 여러 이유로, 디스플레이 장치의 두께를 크게 줄일 수 있는 에지형 백라이트 유닛의 장점을 유지하면서도 값비싼 도광판을 생략할 수 있는 백라이트 유닛에 대한 필요성이 당해 기술분야에 존재한다. 이를 위해서, 도광판 사용 없이, 디스플레이 패널의 직하 영역이 아닌 디스플레이 패널의 후방 측 가장자리에 배치된 LED들에서 나온 광을 디스플레이 패널 후방의 반사판으로 전달하는 기술이 필요하다. 이를 위해 리플렉터가 이용되며, 리플렉터는 LED들에서 방출된 광을 반사시트의 전 영역에 걸쳐 폭 넓게 전달하는 역할을 한다.

이러한 기술에 있어서, 리플렉터로부터 전달된 광을 전방 측으로 보다 균일하게 반사하도록, 반사판의 기울기나 구배를 갖도록 설치될 수 있으며, 이 경우, 반사판은 LED들 및 리플렉터와 인접한 영역에서 상대적으로 낮고 LED들 및 리플렉터로부터 멀어질수록 높이가 점진적으로 높아지도록 배치될 수 있다. 이때, 리플렉터는 LED들의 광을 가까운 영역에서 먼 영역까지 균일하게 전달하는 것이 요구되지만, LED들에서 나온 광 중 리플렉터를 거치지 않은 광이 반사판의 가장자리 영역에 과도하게 도달하여 리플렉터에 의한 광 분배가 균일하지 못하였다.

또한, 종래에는 PCB와 리플렉터를 결합하는 것이 어렵고 그 결합의 안정성과 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 종래에는 LED 어레이 내 이웃하는 LED들에서 나온 광이 중첩되는 것에 따른 배광 불균일성의 문제가 있었다. 이웃하는 LED들에서 나온 광의 중첩 문제를 해소하기 위해 LED들간 이격 거리를 증가시키면, 디스플레이 패널 전면에 걸쳐 광 공급이 결여되는 영역들이 간헐적으로 생기게 되어 배광 불균일성의 문제는 더 심각해진다. 또한, 또한, 디스플레이 패널의 가장자리 부근이 상대적으로 밝은 것에 따른 불균일성의 문제도 종래에는 존재하였다.

US 2009/0213571(2009. 08. 27.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 디스플레이 패널의 후방 측 측면 가장자리에 인접해 배치된 LED들에서 나온 광을 도광판 없이 디스플레이 패널에 전면에 걸쳐 거의 균일하게 배광할 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 일측면에 따른 백라이트 유닛은, 디스플레이 패널의 후방에 배치되는 후방 케이스; 상기 후방 케이스 내에서 상기 디스플레이 패널의 후방에 위치하는 반사판; 및 하나 이상의 LED 바 및 선형 리플렉터를 포함하고, 상기 반사판의 일측 가장자리를 따라 배치된 선형 LED 모듈을 포함하며, 상기 선형 리플렉터는 상기 하나 이상의 LED 바가 길이 방향을 따라 장착된 마운트부와, 상기 마운트부와 일체로 형성되고 상기 LED 바에서 방출된 광을 상기 반사판을 향해 1차로 반사하는 복합 반사부를 포함하며, 상기 반사판은 상기 복합 반사부에 의해 1차 반사된 광을 상기 디스플레이 패널을 향해 2차 반사시킨다.

일 실시예에 따라, 상기 반사판은 폭 방향으로 가장 높이가 낮은 기저부와, 상기 선형 LED 모듈과 인접한 일측 가장자리로부터 상기 기저부까지 폭방향을 따라 점진적으로 높이가 작아지는 제1 반사영역을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 제1 반사 영역은 (-) 구배를 갖는 연속적인 곡선 프로파일(profile)을 갖는 반사면으로 형성된다.

일 실시예에 따라, 상기 반사판은 폭 방향으로 가장 높이가 낮은 기저부와, 상기 기저부로부터 상기 선형 LED 모듈로부터 먼 타측 가장자리까지 폭방향을 따라 점진적으로 높이가 커지는 제2 반사영역을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 제2 반사 영역은 (+) 구배를 갖는 연속적인 곡선 프로파일(profile)을 갖는 반사면으로 형성된다.

일 실시예에 따라, 상기 반사판은 폭 방향으로 가장 높이가 낮은 기저부와, 상기 선형 LED 모듈와 인접한 일측 가장자리로부터 상기 기저부까지 폭방향을 따라 점진적으로 높이가 작아지는 제1 반사영역과, 상기 기저부로부터 상기 선형 LED 모듈로부터 먼 타측 가장자리까지 폭방향을 따라 점진적으로 높이가 커지는 제2 반사영역을 포함하며, 상기 제1 반사 영역은 (-) 구배를 갖는 연속적인 곡선 프로파일(profile)을 갖는 반사면으로 형성되고, 상기 제2 반사 영역은 (+) 구배를 갖는 연속적인 곡선 프로파일(profile)을 갖는 반사면으로 형성된다.

일 실시예에 따라, 상기 제2 반사영역의 폭이 상기 제1 반사영역의 폭보다 크게 정해진다.

일 실시예에 따라, 상기 반사판은 상기 선형 LED 모듈과 인접한 일측 가장자리 부근에 광 흡수량을 늘리고 광 반사량을 줄이는 하나 이상의 광 감쇄 영역을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 하나 이상의 광 감쇄 영역은 상기 선형 LED 모듈과 인접한 일측 가장자리를 따라 길게 형성된 제1 광 감쇄 영역과, 상기 반사판의 폭 좌우 양측에서 상기 선형 LED 모듈과 인접하게 형성된 제2 광 감쇄 영역 및 제3 광 감쇄 영역을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 반사판 중앙에는 하나 이상의 광 확산 패턴이 형성된다.

일 실시예에 따라, 상기 백라이트 유닛은 상기 후방 케이스의 일측벽에 설치되는 고정 클립을 더 포함하며, 상기 고정 클립은 상기 마운트부를 탄성적으로 끼워 유지하는 끼움 홈을 구비한다.

일 실시예에 따라, 상기 복합 반사부는 상기 마운트부와 인접하는 곡선 반사면과 상기 곡선 반사면과의 경계에서 상기 마운트부와 멀어지고 상기 반사판의 일측 가장자리와 가까워지는 방향으로 연장된 직선 반사면을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 LED 바는 상기 마운트부 상에서 상기 곡선 반사면과 인접하게 위치한 채 상기 반사판을 향해 경사지게 배치된다.

일 실시예에 따라, 상기 복합 반사부에 도달한 광 중 70~90% 가 상기 곡선 반사면에 반사되고, 상기 복합 반사부에 도달한 광 중 10~30%가 상기 선 반사면에 반사된다.

일 실시예에 따라, 상기 마운트부에 대한 상기 곡선 반사면의 기울기는 상기 마운트부와 인접한 부분으로부터 상기 직선 반사면과의 경계까지 점진적으로 감소된다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은 디스플레이 패널의 직하 영역이 아닌 디스플레이 패널의 가장자리에 인접해 배치된 LED들에서 나온 광을 도광판 없이 디스플레이 패널에 거의 균일하게 배광할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 PCB와 리플렉터의 결합이 어렵지 않고 결합의 안정성과 신뢰성도 좋다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 LED 어레이 내 이웃하는 LED들에서 나온 광이 중첩되는 것에 따른 배광 불균일성의 문제를 해소한다. 또한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 디스플레이 패널의 가장자리 부근이 상대적으로 밝은 것에 따른 불균일성의 문제점을 해소한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 전반적으로 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I를 따라 취해진 단면도로서, 확산판이 가상선으로 함께 도시되어 있는 단면도이다.
도 3은 도 2의 원 "A"를 확대 도시한 단면도이다.
도 4는 백라이트 유닛의 선형 LED 모듈을 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 백라이트 유닛의 선형 LED 모듈의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 선형 LED 모듈에 구비된 LED들의 어레이 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따라 측면 모서리끼리 마주하는 LED들을 포함하는 LED 어레이를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(1)은 디스플레이 패널, 예컨대 LCD 패널(미도시됨)에 광을 공급하는 것으로서, 후방 케이스(10)의 내측 일측벽에 인접해 배치된다. 도시하지 않았지만, 상기 백라이트 유닛(1)의 상측에는 확산판과 디스플레이 패널이 배치된다.

상기 백라이트 유닛(1)은 상기 후방 케이스(10)의 일측벽을 따라 직선형으로 배치된 하나 이상의 선형 LED 모듈(20)과, 상기 선형 LED 모듈(20)로부터 나온 광 중 하측으로 향하는 광을 상측의 확산판(50) 및 디스플레이 패널(미도시됨)로 균일하게 그리고 폭 넓게 반사하기 위한 반사판(30)을 포함한다.

상기 반사판(30)의 일측 가장자리(301)에 인접하도록 상기 선형 LED 모듈(20)이 배치되며, 상기 반사판(30)의 상측에는 확산판(50)이 배치된다. 상기 선형 LED 모듈(20)로부터 나온 광의 상당량은 다양한 각도로 상기 반사판(30)을 향하여 후방으로 경사지게 진행하고 상기 선형 LED 모듈(20)로부터 나온 광의 나머지 광은 상측(즉, 전방)의 확산판(50) 및 디스플레이 패널을 향해 전방으로 진행한다.

이하 설명하는 바와 같이, 본 발명의 중요한 특징 중 하나로서, 상기 선형 LED 모듈(20)이 광을 넓게 분배하는 선형 리플렉터(22)의 구조를 포함함에도 불구하고, 이하 더 자세히 설명되는 본원발명의 특징들을 포함하는 반사판(30)이 없다면, 상기 LED 모듈(20)로부터 나온 광 대부분이 디스플레이 패널의 가장자리에 집중될 수 밖에 없을 것이다.

상기 반사판(30)은, 디스플레이 패널 및 그 아래의 확산판 직하에 배치되는 것으로서, 폭 방향 일측 가장자리가 상기 선형 LED 모듈(20)과 인접해 위치한다.

또한, 상기 반사판(30)은 폭 방향을 따라 가장 높이가 낮은 기저부(31)를 포함한다. 상기 높이가 낮은 기저부(31)는 반사판(30)의 다른 반사면 부분과 비교하여 높이가 낮은 부분을 의미하는 것으로서 도 1 및 도 2에서 그 위치가 이점쇄선으로 표시된다.

또한, 상기 선형 LED 모듈(20)와 인접한 일측 가장자리(301)로부터 상기 기저부(31)까지 폭방향을 따라 위에서 아래로 점진적으로 높이가 낮아지는 (-) 구배를 갖는 제1 반사영역(32), 상기 기저부(31)로부터 상기 선형 LED 모듈(20)로부터 먼 타측 가장자리(302)까지 폭방향을 따라 아래에서 위로 점진적으로 높아지는 (+) 구배를 갖는 제2 반사영역(33)을 포함한다.

상기 제1 반사영역(32)과 상기 제2 반사영역(33) 각각은 연속적인 곡선 프로파일(profile)을 갖는 반사면으로 형성된다. 또한, 상기 반사판(30)의 폭 중앙을 기준으로 상기 기저부(31)가 상기 선형 LED 모듈(20)과 인접해 있으며, 따라서, 상기 제2 반사영역(32)의 폭(w2)은 제1 반사영역(33)의 폭(w1)보다 약 2~3배 크다.

상기 제2 반사영역(33)의 반사면은, 가상의 수평 반사면과 비교할 때, 상기 선형 LED 모듈(20)로부터 공급되는 광의 입사각 및 반사각을 줄이도록 경사지게 형성되어, 상측의 확산판(50) 및 디스플레이 패널로 광을 모을 수 있다.

또한, 상기 제1 반사영역(32)은 반사면은 선형 LED 모듈(20)과 인접하여 상대적으로 광량이 많은 가장자리 영역의 광을 멀리 반사시켜 광의 불균일을 줄이는 역할을 하는 것으로서, 가상의 수평 반사면과 비교할 때, 광의 입사각 및 반사각을 크게 하여, 확산판(50) 및 디스플레이패널 영역 중 선형 LED 모듈(20)과 먼 영역의 광을 증가시키고 선형 LED 모듈(20)과 인접한 영역이 광량을 줄여주는 역할을 한다.

도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 반사판(30)은, 상기 선형 LED 모듈(20)과 인접한 일측 가장자리 부근에 광 흡수량을 늘리고 광 반사량을 줄이는 복수의 광 감쇄 영역(A1, A2, A3), 즉, 제1 광 감쇄 영역(A1), 제2 광 감쇄 영역(A2) 및 제3 광 감쇄 영역(A3)을 포함한다. 상기 복수의 광 감쇄 영역(A1, A2, A3) 각각이 선형 LED 모듈(20)과 인접한 제1 반사영역(32)에 적어도 부분적으로 걸쳐 있도록 형성되는데, 본 실시예에 있어서, 상기 제1 광 감쇄 영역(A1)은 상기 선형 LED 모듈(20)과 인접한 반사판(30)의 일측 가장자리(301)를 따라 길게 형성되고, 상기 제2 및 제3 광 감쇄 영역(A2, A3)은 상기 반사판(30)의 폭 좌우 양측에서 상기 선형 LED 모듈(20)과 인접하게 그리고 상기 제1 반사영역(32)에 상대적으로 큰 면적으로 걸쳐 있도록 형성된다.

상기 제1 광 감쇄 영역(A1)은 선형 LED 모듈(20)의 길이 전체에 걸쳐 나오는 광 중 상기 선형 LED 모듈(20)에 인접한 영역에 도달하는 광을 부분적으로 흡수하여 광을 감쇄시키며, 상기 제2 및 제3 광 감쇄 영역(A2, A3)은 선형 LED 모듈(20)에서 나와 후방 케이스(10)의 인접 측면을 맞고 반사되는 광의 양도 감쇄시킨다. 상기 복수개의 광 감쇄영역(A1, A2, A3)은 광의 흡수를 위해 영역적으로 다수개의 광 흡수용 구멍들을 형성하거나 검정색 도트 패턴들을 형성하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 반사판(30)은 중앙 영역에 복수개의 광 확산 패턴(305)을 구비한다. 상기 복수개의 광 확산 패턴(305)은 장방향 중앙 측으로 집중되는 광을 장방향으로 넓게 광이 퍼트린다. 상기 복수개의 광 확산 패턴(305)은 반사판(30)의 폭방향에 대응되는 방향으로 길게 형성되며 상기 반사판(30)의 반사면 폭방향 중앙에서 장방향을 따라 길게 배열된다. 상기 광 확산 패턴(305) 각각은 대략 V형 단면을 가지며, 이 V형 단면에 의해 광을 넓게 퍼트리거나 상기 선형 LED 모듈(20)의 맞은편 영역까지 광을 길이 방향으로 내보내는 역할을 한다.

앞에서 설명한 바와 같이, 상기 제1 반사영역(32)은 선형 LED 모듈(20)에서 방출된 광을 큰 입사각으로 받아, 상기 선형 LED 모듈(20)로부터 멀리 확산판(50) 향해 큰 입사각으로 반사한다. 이때, 상기 제1 반사영역(32)에 의해, 선형 LED 모듈(20)과 가까워 상대적으로 광량이 많은 영역의 광량을 줄여주고 상기 선형 LED 모듈(20)과 먼 영역의 광량을 먼 거리만큼 증가시켜줄 수 있다. 또한, 상기 제2 반사영역(33)은 선형 LED 모듈(20)로부터 도달한 광의 입사각과 반사각을 줄여 직상의 확산판(50) 측으로 광을 모아준다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 선형 LED 모듈(20)은 선형 LED 바(26)와, 상기 LED 바(26)의 LED(262)들로부터 방출된 광을 반사하는 선형 리플렉터(22)를 포함한다.

상기 선형 리플렉터(22)는 반사성이 좋은 금속 재료를 인발 또는 압출 성형하여 형성되는 것으로서, 마운트부(221)와 상기 마운트부(221)와 대략 예각을 이루는 복합 반사부(222)를 일체로 포함한다. 상기 인발 또는 압출 성형에 이용되는 금형의 형상에 의해 상기 마운트부(221)와 상기 복합 반사부(222)의 횡단면 형상이 결정된다.

또한, 상기 LED 바(26)는 일정 각도 경사진 상태로 하측을 향해 배치되는데, 상기 LED 바(26)가 경사진 각도는 후방 케이스(10)의 일측벽 상단에 고정 설치된 고정 클립(40)에 상기 마운트부(221)가 탄성적으로 끼워져 유지되는 각도에 의해 결정된다.

보다 구체적으로, 상기 마운트부(221)의 횡단면은 상기 LED 바(26)가 마운트되는 마운트면(221a)과 상기 마운트면(221a)과 평행한 반대면(221b)을 포함하며, 상기 마운트부(221)가 상기 고정 클립(40)의 끼움 홈(42)에 탄성적으로 끼워져 유지될 때 상기 마운트부(221)의 상기 반대면(221b)이 그에 상응하게 상기 고정 클립(40)의 끼움 홈(42)에 형성된 경사면과 접촉하면서 유지되며, 그 경사면과의 접촉 각도에 의해 상기 LED 바(26)의 경사진 각도가 정해질 수 있다.

또한, 상기 마운트면(221a) 상에는 하나 또는 복수개의 LED 바(26)가 장착될 수 있으며, 복수개의 LED 바(26)가 하나의 마운트면(221a) 상에 장착되는 경우, 상기 복수개의 LED 바(26)는 길이 방향을 따라 일렬로 배열되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 마운트부(221)의 마운트면(221a)은 전술한 반사판(30)의 일측 가장자리 외곽 상측에서 상기 반사판(30)을 향해 경사지게 배치되는 것이 바람직한데, 이는 상기 선형 LED 바(26)를 상기 반사판(30)을 향하여 경사지게 위치시킨다.

한편, 상기 복합 반사부(222)는, 횡단면으로 볼 때, 상기 마운트면(221a)에 인접해 형성된 곡선 반사면(222a)과, 상기 곡선 반사면(222a)과의 경계로부터 상기 마운트면(221)에서 멀어지는 방향으로 일정 길이 더 연장되어 형성된 직선 반사면(222b)을 포함한다. 상기 곡선 반사면(222a)은 상기 마운트면(221a)과 인접한 임의의 위치로부터 상기 직선 반사면(222b)과의 경계까지 연속적인 곡선 궤적으로 이어지며, 상기 LED 바(26)에서 방출되는 광 중 가장 많은 양의 광을 받아 반사한다.

상기 마운트면(221a)에 대한 상기 직선 반사면(222a)의 기울기는 대략 40 ~ 60 ° 내 임의의 각도로 항상 일정하며, 상기 마운트면(221a)에 대한 상기 곡선 반사면(222a)의 기울기는, 전반적으로 90° 이하로서, 상기 곡선 반사면(222a)의 시작 위치로부터 상기 직선 반사면(222b)과 만나는 위치에 이르기까지 점진적으로 감소한다.

한편, 상기 선형 LED 바(26)는, 상기 복합 반사부(222)의 시작 위치, 즉, 상기 마운트면(221a)과 상기 곡선 반사면(222a)의 경계에 인접하도록, 상기 마운트부(221)의 마운트면(221a) 상에 장착된다. 더 구체적으로는, 상기 복합 반사부(222)의 곡선 반사면(222a)과 상기 직선 반사면(222b)의 경계에서 상기 마운트면(221a)에 대해 수직이 되도록 이은 수선(H)을 기준으로, 상기 선형 LED 바(26)는 상기 복합 반사부(222)의 곡선 반사면(222a)와 가까운 영역 내로 치우쳐 위치한다.

상기 선형 LED 바(26)에 구비된 LED(262)들이 상기 마운트면(221a) 상에서 상기 곡선 반사면(222a)과의 경계에 가까이 있을수록, 상기 곡선 반사면(222a)과 직선 반사면(222b)에 대한 입사각과 반사각이 전반적으로 커져서, 상기 복합 반사부(222)로부터 반사되어 나가는 광 중 상측으로 반사되는 광을 최대로 억제할 수 있고, 반사광을 더 멀리 보내는 것이 가능하게 된다.

예컨대, 상기 LED(262)들이 예컨대 반사판(30)의 일측 가장자리 외곽 상측에 위치하고 있고 복합 반사부(222)가 LED(262)들에서 방출된 광을 상기 상기 반사판(30)에 균일하게 반사시키기 위한 것이므로, 상기 복합 반사부(222)에 의해 반사되는 광이 하측 방향이 아닌 상측 방향으로 많이 향한다면 균일한 배광이 어렵게 된다.

도시된 것과 같이, 선형 LED 바(26)에 구비된 LED(262)들과 곡선 반사면(222a) 사이의 거리를 허용 가능한 범위 내에서 최소로 하면, 많은 양의 광이 하측 방향으로 넓게 반사되어 나갈 수 있다.

상기 곡선 반사면(222a)은 상기 LED 바(26)에서 나온 광을 하측 방향으로 폭 넓게 반사시킨다. 특히, 상기 곡선 반사면(222a)의 기울기가 점진적으로 감소되는 구간과 직선 반사면(222b) 구간에서는 상기 LED 바(26)에서 가까이 있을수록 멀리 광을 반사시킨다.

또한, 상기 LED(232)가 상기 곡선 반사면(222a)과 가장 인접하게 배치된 상태에서, 상기 LED(232)에서 나온 광은 상기 직선 반사면(222a)의 선단과 가까운 위치에 도달할수록 상기 복합 반사부(222)의 선단과 보다 더 인접한 반사판(30)의 일측 가장자리 영역으로 향한다.

상기 선형 LED 바(26)에서 방출되어 복합 반사부(222)에 도달하는 광량 중 전술한 곡선 반사면(222a)에 도달하는 광량이 상기 직선 반사면(222b)에 도달하는 광량의 3배 ~ 5배로 정해지는 것이 바람직하다.

본 실시예에 있어서는, 상기 선형 LED 바(26)에서 나와 상기 복합 반사부(222)에 도달하는 광의 대략 80% 내외(70~90%)에 해당하는 많은 양의 광이 상기 곡선 반사면(222a)에 도달하며, 이 곡선 반사면(222a)은 전술한 것과 같이 많은 양의 광을 넓게 그리고 균일하게 전방으로 반사하는 역할을 한다.

이때, 상기 곡선 반사면(222a)은, 상기 LED(262)의 광축과 상대적으로 가까운, 많은 양의 광을 상기 복합 반사부(222)의 선단으로부터 일정 거리 밖 하측 방향으로 넓게 반사하는데 유용하지만, 상기 LED(262) 광축으로부터 상대적으로 큰 각으로 멀게 방출되는 광을 반사시키는데 한계가 있다.

이에 대하여, 상기 직선 반사면(222b)은 상기 선형 LED 바(26)로부터 방출되어 상기 복합 반사부(222)에 도달하는 광 중 상기 LED(262)의 광축에 대하여 큰 각을 이루면서 방출되는, 대략 20%(10~30%) 내외에 해당하는 상대적으로 적은 양의 광을 받아, 상기 복합 반사부(222)의 선단과 인접한 영역으로부터 상기 복합 반사부(222)의 선단과 먼 영역까지 넓게 분산시키도록 반사한다.

특히, 상기 직선 반사면(222b)은 입사점(또는, 반사점)이 상기 곡선 반사면(222a)과의 경계와 가까울수록 더 멀게 광을 반사하고, 상기 곡선 반사면(222a)과의 경계와의 거리가 멀어질수록, 상기 복합 반사부(222)와 인접한 영역으로 향하는 광의 밀도를 감소시킨다. 이는 상대적으로 광량이 많을 수 밖에 없는 LED 인접 영역에서의 과도한 광량 및 그로 인한 광 불균일성의 문제를 줄여준다.

한편, 상기 선형 LED 바(26)는, 도 6에 잘 도시된 바와 같이, 마운트부(221)의 마운트면(221a)에 장착되어, 반사판(30)을 향해 경사지게 아래로 향해 있는 바형 PCB(261)와, 상기 바형 PCB(261)의 길이 방향을 따라 길게 그리고 지그재그로 배열된 복수개의 LED(262)들을 포함한다. 상기 PCB(261)는 프리프레그(prpreg)를 포함하는 것이 이용된다.

상기 복수개의 LED(262)들은 이웃하는 LED(262, 262)들 사이의 간격들이 제1 간격(D1)과 제2 간격(D2)으로 다르게 정해질 수 있다. 제1 간격(D1)은 상기 마운트부(221)의 단부에 인접해 위치한 LED들(262, 262) 사이의 간격일 수 있고, 제2 간격(D2)은 중간에 위치한 나머지 대부분 LED들에에서 이웃하는 LED들(262, 262) 사이의 간격일 수 있다. 이때, 제1 간격(D1)이 제2 간격(D2)보다 크게 정해지는 것이 바람직하다. 선형 LED 모듈(20)이 디스플레이 장치 또는 기타 다른 조명장치의 케이스 안쪽에 설치될 때 마운트부(221)의 단부가 케이스의 내측면 인접하게 위치되는데, 이로 인해 케이스의 내측면과 인접한 위치에서의 광량이 많아질 수 있는데, 전술한 것과 같이, 제1 간격(D1)을 제2 간격(D2)보다 크게 하면, 케이스 내측면과 인접한 위치에서의 광량을 상대적으로 줄일 수 있다.

또한, 상기 선형 LED 바(26)는 서로 다른 가상의 직선 라인을 따르는 제1 LED 어레이(A1)와 제2 LED 어레이(A2)를 포함하며, 제1 LED 어레이(A1)는 상기 바형 PCB(261) 상에서 하나의 가상 직선 라인을 따라 일열로 배열된 복수개의 LED(262)들로 이루어지고, 제2 LED 어레이(A2)는 상기 바형 PCB(261) 상에서 다른 하나의 가상 직선 라인을 따라 일열로 배열된 복수개의 LED(262)들로 이루어진다.

이에 따라, 제1 LED 어레이(A1) 내 LED (262)들은 충분한 이격거리 의해 방출되는 광의 중첩이 최소화될 수 있으며, 제2 LED 어레이(A2) 내 LED(262)들도 충분한 이격거리에 의해 방출되는 광의 중첩이 최소화될 수 있다.

또한, 제1 LED 어레이(A1)와 제2 LED 어레이(A2)에 위치한 채 상대적으로 가까이 있는 LED(262)들 사이에서도 광의 간섭이 거의 발생하지 않을 수 있다. 제 1 LED 어레이(A1)와 제2 LED 어레이(A2) 사이에서 제 1 LED 어레이(A1) 내 LED(262)와 그와 이웃한 제2 LED 어레이(A2) 내 LED(262) 거리를 늘려 광의 중첩을 억제하거나 줄이도록, 상기 LED(262)들은 상기 바형 PCB(261) 상에 지그재그로 배열된다.

전술한 LED들의 지그재그 배열을 통해, 기존 일열로 LED들을 배열할 때 야기된 광 중첩에 의한 광 불균일을 최소화하는 것이 가능하다.

본 실시예에 있어서는, 해당 LED 어레이 내에서 이웃하는 두 LED들이 서로 평행한 측면들끼리 마주하고 있다. 대안적으로, 도 6에 도시된 것과 같이 배치된 LED 각각을 45도 회전시켜, 도 7에 도시된 것과 같이 LED(262)들을 배열할 수 있다. 이에 의해, 상기 LED(262) 각각의 중심선(c)과 상기 LED 어레이의 길이 방향은 45도 각도를 이루게 된다. 본 명세서에서 있어서 "중심선(c)"은 LED의 서로 마주하는 두 측면과 평행하고 그 두 측면의 중심을 지나는 임의의 선으로 정의한다.

위와 같이 상기 LED(262) 각각의 중심선(c)과 상기 LED 어레이의 길이 방향은 45도 각도를 이루면, 해당 LED 어레이 내에서 이웃하는 LED들(262, 262)이 측면 모서리(262a, 262a)끼리 마주하도록 배치될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 LED 바(26)는 제1 LED 어레이(A1) 내 이웃하는 LED들(262, 262)들 그리고 제2 LED 어레이(A2) 내 이웃하는 LED들(262, 262) 모두 측면 모서리(262a, 262a)끼리 마주하고 있다.

한편, 본 실시예에 따른 따른 LED 모듈의 리플렉터의 구간별 광 도달 특성을 알기 위한 시뮬레이션 테스트를 하였으며, 그 결과, 선형 LED 바에서 방출되어 전술한 복합 반사부에 도달하는 광량 중 전술한 곡선 반사면에 해당하는 구간에 81.46% 광량이 도달하고 전술한 직선 반사면에 해당하는 구간에 18.53%의 광이 도달함을 확인하였다.

상기 리플렉터(22)의 제작에 있어서, 상기 선형 LED 바(26)의 상기 LED(262)들로부터 방출된 광이 반사되는 반사 표면의 반사율을 향상시키기 위해, 상기 리플렉터(22)의 표면에 대해 도금이나 스퍼터링이 추가로 적용될 수 있다. 도금 진행시 반사 표면의 표면 거칠기를 최소화하는 작업, 예컨대, 하지 도금을 실시하는 것이 좋다. 가장 바람직하게는, 인발 또는 압출 성형을 통해 금속으로 제작된 리플렉터(22)용 기구물에 대하여 먼저 아노다이징 처리를 하고, 다음, 1차 도금을 하고, 다음, 반사 특성이 좋은 Ag/Al 도금을 한 후, 마지막으로 2차 표면 코팅을 한다.

상기 선형 LED 바(26)는, 상기 마운트부(221)의 마운트면(221a)에 장착된 상태에서, 상기 복합 반사부(222)와 상기 반사시트(30)를 향해 경사지게 향하도록 배치됨으로써, 상기 선형 LED 바(26)에서 방출된 광이 상기 복합 반사부(222)와 상기 반사시트(30)에 차례로 반사되어 디스플레이 패널(미도시됨)이 있는 상측 측, 더 구체적으로는 후방 케이스(10)의 상측 개구부 측으로 진행한다.

앞에서 언급한 바와 같이, 상기 반사판(30)은 선형 LED 모듈(20)과 인접하며 상기 선형 LED 모듈(20)과 멀어져 기저부(31)에 가까워질 때까지 점진적으로 높이가 낮아지는 제1 반사영역(32)과, 상기 기저부(31)를 지난 후 상기 LED 모듈(20)과 멀어질수록 높이가 점진적으로 증가하는 제2 반사영역(33)을 포함한다.

앞에서 언급한 바와 같이, 상기 복합 반사부(222)는 상기 마운트면(221a)에 인접해 형성된 곡선 반사면(222a)과, 상기 곡선 반사면(222a)과의 경계로부터 상기 마운트면(221)에서 멀어지는 방향으로 일정 길이 더 연장되어 형성된 직선 반사면(222b)을 포함한다. 상기 선형 LED 바(26)는, 상기 곡선 반사면(222a)의 시작 위치에 인접하도록, 상기 마운트면(221a) 상에 장착된다.

앞에서 언급한 바와 같이, 상기 선형 LED 바(26)에 구비된 LED(262)들이 상기 마운트면(221a) 상에서 상기 곡선 반사면(222a)과의 경계에 인접해 있을수록 상기 직선 반사면(222b)에 대한 입사각이 커져, 복합 반사부(222) 선단과 인접한 반사판(30)의 일측 가장자리 영역으로 광 반사량이 증가한다. 또한, 상기 LED(262)가 상기 곡선 반사면(222a)과 가장 인접하게 배치된 상태에서, 상기 LED(262)에서 나온 광은 상기 직선 반사면(222a)의 선단과 가까운 위치에 도달할수록 상기 복합 반사부(222)의 선단과 보다 더 인접한 반사판(30)의 일측 가장자리 영역으로 반사된다.

이제 도 5를 참조하여 상기 직선 반사면(222b)에 반사되는 광 (a), (b), (c), (d)를 서로 비교하면, 광이 도달하는 위치가 상기 직선 반사면(222b)의 선단에 가까울수록, 달리 말해, 곡선 반사면(222a) 및 LED(262)와 멀어지고, 반사판(30)의 가장자리와는 가까워질수록, 반사판(30)의 가장자리와 가까운 방향으로 광을 반사하되, 상기 직선 반사면(222b)의 선단과 가까운 영역에서 반사되는 광은 상대적으로 넓게 분산되어 광을 반사하므로 반사판(30)의 가장자리 영역에서의 광량을 줄이는데 기여할 수 있다. 또한, 광을 전반적으로 균일하게 반사시키도록 의도된 곡선 반사면(222a)에 반사된 광 (e) 및 (f)와 상기 직선 반사면(222b)에 반사되는 광 (a), (b), (c), (d)를 비교할 때, 전혀 다른 패턴으로 반사되는 것임을 확인할 수 있다.

전술한 실시예들과 달리, 곡선 반사면(222a)과 먼 위치에 LED가 배치된 경우를 고려하면, 반사판(30)을 향하지 않고 바로 상측으로 향하는 도 6의 (g)와 같은 광을 많이 발생시킨다.

위에서는 반사판(30)의 일측 가장자리에 인접하게 선형 LED 모듈(20)이 배치되고 반사판(30)의 타측 가장자리에 인접하는 선형 LED 모듈은 없는 백라이트 유닛에 대해 주로 설명하였다. 하지만, 반사판(30)의 일측 가장자리와 반사판(30)의 타측 가장자리에서 한 쌍의 선형 LED 모듈(30)이 서로 마주하게 설치된 백라이트 유닛도 고려될 수 있다. 이 경우, 전술한 광 확산 패턴(305) 등 별도의 구성을 추가하지 않고도 디스플레이 패널을 향해 더 넓게 광을 분포시킬 수 있을 것이다. 또한, 한 쌍의 선형 LED 모듈을 마주하게 배치하는 구성을 이용함으로써, 더 큰 크기를 갖는 디스플레이 패널에 적용이 가능할 것이다. 또한, 한 쌍의 선형 LED 모듈을 마주하게 배치하는 구성을 이용하는 경우, 도 2에 도시한 단면 프로파일을 갖는 반사판 대신에 다른 단면 프로파일을 갖는 반사판, 예를 들면, 도 2의 단면 프로파일과 그 단면 프로파일을 미러 대칭해 얻은 단면 프로파일을 일체로 포함하는 새로운 형태의 반사판이 이용될 수 있다.

20....................................선형 LED 모듈
22....................................선형 리플렉터
26....................................선형 LED 바
221...................................마운트부
222...................................복합 반사부
222a..................................곡선 반사면
222b..................................직선 반사면
30......................................반사판

Claims

디스플레이 패널의 후방에 배치되는 후방 케이스;
상기 후방 케이스 내에서 상기 디스플레이 패널의 후방에 위치하는 반사판; 및
하나 이상의 LED 바 및 선형 리플렉터를 포함하고, 상기 반사판의 일측 가장자리를 따라 배치된 선형 LED 모듈을 포함하며,
상기 선형 리플렉터는 상기 하나 이상의 LED 바가 길이 방향을 따라 장착된 마운트부와, 상기 마운트부와 일체로 형성되고 상기 LED 바에서 방출된 광을 상기 반사판을 향해 1차로 반사하는 복합 반사부를 포함하며,
상기 반사판은 상기 복합 반사부에 의해 1차 반사된 광을 상기 디스플레이 패널을 향해 2차 반사시키며,
상기 복합 반사부의 횡단면은 상기 마운트부와 인접하는 곡선 반사면과 상기 곡선 반사면과의 경계에서 상기 마운트부와 멀어지는 방향으로 연장된 직선 반사면을 포함하며, 상기 곡선 반사면과 상기 직선 반사면의 경계에서 상기 마운트부에 대해 수직이 되도록 이은 수선(H)을 기준으로, 상기 LED 바는 상기 복합 반사부의 곡선 반사면과 가까운 영역 내로 치우쳐 위치하고, 상기 복합 반사부에 도달하는 광중 상기 곡선 반사면에 도달하는 광의 양이 상기 직선 반사면에 도달하는 광의 양보다 많은 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 반사판은 폭 방향으로 가장 높이가 낮은 기저부와, 상기 선형 LED 모듈과 인접한 일측 가장자리로부터 상기 기저부까지 폭방향을 따라 점진적으로 높이가 작아지는 제1 반사영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 반사 영역은 (-) 구배를 갖는 연속적인 곡선 프로파일(profile)을 갖는 반사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 반사판은 폭 방향으로 가장 높이가 낮은 기저부와, 상기 기저부로부터 상기 선형 LED 모듈로부터 먼 타측 가장자리까지 폭방향을 따라 점진적으로 높이가 커지는 제2 반사영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 4에 있어서, 상기 제2 반사 영역은 (+) 구배를 갖는 연속적인 곡선 프로파일(profile)을 갖는 반사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 반사판은 폭 방향으로 가장 높이가 낮은 기저부와, 상기 선형 LED 모듈와 인접한 일측 가장자리로부터 상기 기저부까지 폭방향을 따라 점진적으로 높이가 작아지는 제1 반사영역과, 상기 기저부로부터 상기 선형 LED 모듈로부터 먼 타측 가장자리까지 폭방향을 따라 점진적으로 높이가 커지는 제2 반사영역을 포함하며, 상기 제1 반사 영역은 (-) 구배를 갖는 연속적인 곡선 프로파일(profile)을 갖는 반사면으로 형성되고, 상기 제2 반사 영역은 (+) 구배를 갖는 연속적인 곡선 프로파일(profile)을 갖는 반사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 6에 있어서, 상기 제2 반사영역의 폭이 상기 제1 반사영역의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 반사판은 상기 선형 LED 모듈과 인접한 일측 가장자리 부근에 광 흡수량을 늘리고 광 반사량을 줄이는 하나 이상의 광 감쇄 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 8에 있어서, 상기 하나 이상의 광 감쇄 영역은 상기 선형 LED 모듈과 인접한 일측 가장자리를 따라 길게 형성된 제1 광 감쇄 영역과, 상기 반사판의 폭 좌우 양측에서 상기 선형 LED 모듈과 인접하게 형성된 제2 광 감쇄 영역 및 제3 광 감쇄 영역을 포함하며, 상기 제1 광 감쇄 영역, 상기 제2 광 감쇄 영역 및 상기 제3 광 감쇄 영역은 광의 흡수를 위해 형성된 다수개의 광 흡수용 구멍들 또는 다수개의 검정색 도트 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 반사판의 중앙에는 복수의 광 확산 패턴이 형성되며, 상기 복수의 광 확산 패턴은 상기 반사판의 반사면 폭방향 중앙에서 길이 방향을 따라 길게 배열되며, 상기 광 확산 패턴 각각은 상기 반사판의 폭방향에 대응되는 방향으로 길게, 그리고, V형 단면의 홈을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 후방 케이스의 일측벽에 설치되는 고정 클립을 더 포함하며, 상기 고정 클립은 상기 마운트부를 탄성적으로 끼워 유지하는 끼움 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 LED 바는 상기 마운트부 상에서 상기 곡선 반사면과 인접하게 위치한 채 상기 반사판을 향해 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 복합 반사부에 도달한 광 중 70~90% 가 상기 곡선 반사면에 반사되고, 상기 복합 반사부에 도달한 광 중 10~30%가 상기 직선 반사면에 반사되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 마운트부에 대한 상기 곡선 반사면의 기울기는 상기 마운트부와 인접한 부분으로부터 상기 직선 반사면과의 경계까지 점진적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.